JPWO2010146677A1 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

有段変速機のダウンシフトに際して動力源の回転速度を調節して有段変速機の入力回転速度を制御する車両の変速制御装置において、車両の減速度が大きいときほど、有段変速機の入力回転速度の変化勾配を小さくするようにした。これにより、変速後同期回転速度の減少率が大きくなっても、変速後同期回転速度に対する有段変速機の入力回転速度の入射角γを鈍角に保ち、ダウンシフト中の車両の減速度が大きいときにも、過大な同期ショックを発生させることなく円滑にダウンシフトを行わせるようにした。

Description

本発明は、車両の変速制御装置に関し、特に同期ショックを回避するための制御構造の改良に関するものである。

近年、燃費向上やエミッションの改善等を目的として、内燃機関と電動機との２種の駆動源を備えるハイブリッド車両が実用されている。そして、そうしたハイブリッド車両の動力源となるハイブリッドシステムとして、内燃機関と、２つの電動機と、遊星歯車機構からなる動力分配機構と、を備えるシステムが実用されている。こうしたハイブリッドシステムでは、第１電動機の力行・回生運転によって内燃機関の回転速度制御を行うとともに、第２電動機の力行・回生運転によって車両の駆動トルクや制動トルクのアシストを行うようにしている。

またクラッチ、ブレーキなどの摩擦係合要素の係合、解放を通じて変速を行う有段変速機に、こうしたハイブリッドシステムを接続した構成のハイブリッド車両も知られている。こうしたハイブリッド車両では、有段変速機の変速に際し、電動機によって有段変速機の入力回転速度を制御することで、有段変速機の摩擦係合要素の同期を図ることができる。

従来、そうしたハイブリッド車両の変速制御装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。同文献１に記載の変速制御装置では、有段変速機のパワーオンダウンシフトに際して、変速の進行に応じて第２電動機の目標回転速度の変化率を可変設定することで、変速中のトルクの落ち込みを防止するようにしている。

また従来、同様のハイブリッド車両の変速制御装置としては、特許文献２に記載の装置も知られている。同文献２に記載の変速制御装置では、車両の走行状況に応じて、変速応答とダウンシフト時の同期ショックの緩和とのいずれを優先させるかを判断し、何れを優先するかによってダウンシフト中のエンジン回転速度の変化勾配（変化率）を、ひいては有段変速機の入力回転速度の変化勾配を可変とするようにしている。そして車両の減速度が大きいときには、変速応答が優先されると判断して、ダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の変化勾配を大きくするようにしている。

特開２００４ー２０４９６０号公報 特開２００５ー３１５０９８号公報

車両の減速度が大きいときには、ショックが感じられ難くなるため、多少のショック増であれば、許容することができる。しかしながら、以下に述べるように、車両の減速度の増大に応じてダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の変化勾配を大きくする特許文献２に記載の変速制御装置では、車両の減速度が大きいときに、許容し得ないほどの過大な同期ショックが発生する虞がある。

図１２（ａ）は、車両の減速度が比較的小さいときのダウンシフト中における有段変速機の入力回転速度の推移を示している。同図に示すように、有段変速機のダウンシフトは、その入力回転速度を、変速前同期回転速度から変速後同期回転速度へと変化させることで達せられるようになっている。このときの特許文献２に記載の変速制御装置は、車両の減速度が小さいときには、同期ショックの緩和を優先することから、イナーシャ相の開始後の入力回転速度の増速側への変化勾配を小さく抑えるようにしている。また、このときには、変速後同期回転速度の減速側への変化勾配も緩やかとなっている。そのため、車両の減速度が小さいときには、変速後同期回転速度に対する入力軸回転速度の入射角は鈍角αとなり、変速ショックを発生させることなく円滑にダウンシフトを行うことができる。なお変速後同期回転速度に対する入力軸回転速度の入射角とは、変速後同期回転速度の変化曲線と入力軸回転速度の変化曲線との交差角を指している。

一方、図１２（ｂ）は、車両の減速度が比較的大きいときのダウンシフト中における有段変速機の入力回転速度の推移を示している。このときの同文献２に記載の変速制御装置では、変速応答を優先するため、イナーシャ相の開始後の入力回転速度の増速側への変化勾配を大きく設定するようにしている。またこのときの変速後同期回転速度の減速側への変化勾配は大きくなっている。そのため、このときの変速後同期回転速度に対する入力軸回転速度の入射角は鋭角βとなるようになる。有段変速機の同期ショックは、変速後同期回転速度に対する有段変速機の入力回転速度の入射角が鋭いほど大きくなる。そのため、上記文献２の変速制御装置では、減速度の増大に応じて同期ショックが指数的に大きくなることとなり、変速中の車両の減速度が大きいときには、何如に減速中でショックが感じられ難いとは言え、最早、許容できないレベルにまで同期ショックが増大する虞がある。

ちなみにこうした問題は、上記のようなハイブリッド車両以外でも、ダウンシフト時に動力源の回転速度の調節を通じて有段変速機の入力回転速度を制御することで、有段変速機の摩擦係合要素の同期を図る車両であれば、同様に生じ得るものとなっている。

本発明の目的は、有段変速機のダウンシフトに際して動力源の回転速度を調節して有段変速機の入力回転速度を制御する車両の変速制御装置において、ダウンシフト中の車両の減速度が大きいときにも、過大な同期ショックを発生させることなく円滑にダウンシフトを行わせることにある。

上記目的を達成するため、本発明に従う車両の変速制御装置は、車両に搭載された動力源の回転を変速して出力する有段変速機と、前記有段変速機のダウンシフトに際して、前記動力源の回転速度を調節して前記有段変速機の入力回転速度を制御する制御部と、を備える。前記制御部が、前記車両の減速度が大きいときほど、前記有段変速機の入力回転速度の変化勾配を小さくする。

こうした本発明の車両の変速制御装置では、車両の減速度が大きいときには、ダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の変化勾配（変化率）が小さくされるようになる。そのため、車両の減速度が大きく、変速後同期回転速度の減速側への変化勾配が大きくなっても、変速後同期回転速度に対する有段変速機の入力回転速度の入射角は鈍角に保たれるようになる。したがって本発明の車両の変速制御装置によれば、ダウンシフト中の車両の減速度が大きいときにも、過大な同期ショックを発生させることなく円滑にダウンシフトを行わせることができるようになる。

なお、ダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の変化勾配は、車両の減速度と前記有段変速機の変速進行度とに応じて算出したり、有段変速機の入力回転速度及び同期回転速度の偏差と車両の減速度とに応じて算出したりすることができる。また車両の減速度に応じた有段変速機の入力回転速度の変化勾配の調整は、有段変速機の変速後同期回転速度の目標値を車両の減速度に応じて可変設定することでも行うことができる。これらの場合、有段変速機の入力回転速度の変化勾配を変速の進行状況に応じて変化させることができ、より好適な態様でダウンシフトを行うことができるようになる。

具体的には、上記制御部による車両の減速度に応じた有段変速機の入力回転速度の変化勾配の縮小を、ダウンシフトの完了直前の段階において実施することが考えられる。変速後同期回転速度に対する有段変速機の入力回転速度の入射角の鈍角化は、ダウンシフト前半の入力回転速度の変化勾配が何如にあれ、ダウンシフトの完了直前の段階における入力回転速度の変化勾配さえ小さくしておけば、その達成が可能である。すなわち、入力回転速度の変化勾配をダウンシフトの完了直前の段階において縮小しさえすれば、同期ショックを抑制することができる。よって入力回転速度の変化勾配をダウンシフトの完了直前の段階において縮小し、それ以前の段階においては縮小しないようにすれば、変速ショックの緩和と変速応答との両立を図ることができるようになる。

有段変速機は、クラッチ、ブレーキ、ワンウェイクラッチといった複数の摩擦係合要素を備え、それら摩擦係合要素の係合と解放とを通じて変速を行う。これらの摩擦係合要素のうち、クラッチやブレーキは、その係合に際して、摩擦係合力を徐々に高めることで、同期ショックの緩和を図ることが可能である。一方、ワンウェイクラッチは、そうした同期ショックの緩和機能を十分に備えておらず、ワンウェイクラッチの係合を通じてダウンシフトが完了される場合には、同期ショックがより発生し易くなる。そのため、上記のような本発明の車両の変速制御装置は、有段変速機に設置されたワンウェイクラッチの係合によりダウンシフトが完了されるような車両への適用が好適である。

またダウンシフト中に有段変速機の摩擦係合要素の伝達トルク容量を「０」とする場合にも、摩擦係合要素の摩擦係合力の増大を通じたショックの緩和を期待することはできないことになる。そのため、上記のような本発明の車両の変速制御装置は、有段変速機のダウンシフト中に同有段変速機の摩擦係合要素の伝達トルク容量を「０」とするような車両への適用が好適でもある。

ちなみに本発明の車両の変速制御装置は、動力源が、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッドシステムである車両に、その適用が可能である。こうしたハイブリッドシステムを動力源として備える車両では、電動機の回転速度の調節、内燃機関の回転速度の調節のいずれによっても、ダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の制御が可能である。基本的には、ダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の制御は、電動機の回転速度の調節を通じて行う方が容易である。ただし、そうした場合にも、電動機を駆動するための電力の不足や電動機の過熱などによって電動機の回転速度の調整による入力回転速度の制御が困難な場合には、内燃機関の回転速度の調節を通じた入力回転速度の制御を行うようにすると良い。

本発明の第１実施形態に係る車両の変速制御装置の適用される車両のドライブトレーンの構成を模式的に示すスケルトン図。 図１のドライブトレーンに設けられる有段変速機の変速段と各摩擦係合要素の動作態様との関係を示す表。 同実施形態の適用される車両の１速時及び２速時の各回転要素の回転速度の関係を示すグラフ。 同実施形態において、（ａ）は車両減速度が小さいときの、（ｂ）は車両減速度が大きいときのダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の推移をそれぞれ示すグラフ。 同実施形態に採用される同期制御ルーチンにおける電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係る車両の変速制御装置における有段変速機の変速進行度の判定態様を示すグラフ。 同実施形態における車両の減速度及び有段変速機の変速進行度と有段変速機の入力回転速度の変化勾配との関係を示すグラフ。 同実施形態において、（ａ）は車両減速度が小さいときの、（ｂ）は車両減速度が大きいときのダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の推移をそれぞれ示すグラフ。 本発明の第３実施形態に係る車両の変速制御装置における有段変速機の入力回転速度及び変速後同期回転速度の偏差と車両の減速度と有段変速機の入力回転速度の変化勾配との関係を示すグラフ。 本発明の第４実施形態に係る車両の変速制御装置における車両の減速度と有段変速機の変速後同期回転速度の実値及び目標値の偏差との関係を示すグラフ。 同実施形態において、（ａ）は車両減速度が小さいときの、（ｂ）は車両減速度が大きいときのダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の推移をそれぞれ示すグラフ。 従来の車両の変速制御装置において、（ａ）は車両減速度が小さいときの、（ｂ）は車両減速度が大きいときのダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の推移をそれぞれ示すグラフ。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の車両の変速制御装置を具体化した第１の実施の形態を、図１〜図５を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態は、内燃機関と２つの電動機とを備えるハイブリッドシステムを動力源として具備するハイブリッド車両の変速制御装置として本発明を具体化したものとなっている。

図１は、本実施の形態の適用されるハイブリッド車両のドライブトレーンの構成を示している。同図に示すように、このハイブリッド車両のドライブトレーンは、動力源としてのハイブリッドシステム１と、有段変速機２とを備えて構成されている。

ハイブリッドシステム１は、内燃機関１０と、２つの電動機（第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２）と、遊星歯車機構からなる動力分配機構１１とを備えている。動力分配機構１１は、内燃機関１０の出力軸に一体回転可能に接続されたキャリアーＣＡ０と、第１電動機Ｍ１の回転子に一体回転可能に接続されたサンギアＳ０と、第２電動機Ｍ２の回転子及び有段変速機２の入力軸２０に一体回転可能に接続されたリングギアＲ０とを備える。またハイブリッドシステム１は、第１電動機Ｍ１の回転速度を検出する第１レゾルバー１２と、第２電動機Ｍ２の回転速度を検出する第２レゾルバー１３とを備えてもいる。

有段変速機２は、２つの遊星歯車機構、すなわちフロント遊星歯車機構２１とリア遊星歯車機構２２とを備えている。フロント遊星歯車機構２１は、サンギアＳ１、キャリアーＣＡ１及びリングギアＲ１とを備えている。またリア遊星歯車機構２２は、サンギアＳ２、フロント遊星歯車機構２１のリングギアＲ１と一体回転可能に接続されたキャリアーＣＡ２、及びフロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１と一体回転可能に接続されたリングギアＲ２とを備えている。

更に有段変速機２は、複数の摩擦係合要素を、すなわち３つのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、２つのブレーキＢ１，Ｂ２と、１つのワンウェイクラッチＦ１と、を備えている。クラッチＣ１は、その係合に応じてリア遊星歯車機構２２のサンギアＳ２を、クラッチＣ２は、その係合に応じてフロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１を、クラッチＣ３は、フロント遊星歯車機構２１のサンギアＳ１を、それぞれ有段変速機２の入力軸に一体回転可能に接続する。またブレーキＢ１は、その係合に応じてフロント遊星歯車機構２１のサンギアＳ１の回転を、ブレーキＢ２は、その係合に応じてフロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１及びリア遊星歯車機構２２のリングギアＲ２の回転を、それぞれ係止する。更にワンウェイクラッチＦ１は、フロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１及びリア遊星歯車機構２２のリングギアＲ２の回転方向を一方向に規制する。なお有段変速機２は、同有段変速機２の出力軸の回転速度を、ひいては車速を検出する車速センサー２３を備えてもいる。

またハイブリッド車両は、ハイブリッドシステム１や有段変速機２の制御を司る、上記制御部としての電子制御ユニット３を備えている。電子制御ユニット３は、ハイブリッドシステム１の制御に係る各種演算を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムやデータの記憶された読込専用メモリー（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果や各センサーの検出結果等が一時的に記憶されるランダムアクセルメモリー（ＲＡＭ）、外部との信号の授受に係る入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えている。こうした電子制御ユニット３の入力ポートには、上記第１、第２レゾルバー１２，１３や車速センサー２３を始め、車両の走行状況を検出する各種センサーの検出信号が入力されている。そして電子制御ユニット３は、それらセンサーの検出結果に基づいて内燃機関１０や第１、第２電動機Ｍ１，Ｍ２及び有段変速機２を制御する。

図２は、こうした有段変速機２の各変速段における各摩擦係合要素の動作状況を示している。例えば、この有段変速機２は、クラッチＣ１、ブレーキＢ２及びワンウェイクラッチＦ１の係合によって１速（１ｓｔ）の変速段を達成する。またこの有段変速機２は、クラッチＣ１及びブレーキＢ２の係合によって２速（２ｎｄ）の変速段を達成する。そしてこの有段変速機２は、２速から１速へのダウンシフトを、ブレーキＢ２の解放と、ブレーキＢ１及びワンウェイクラッチＦ１の係合とを通じて達成する。

図３は、１速時及び２速時におけるハイブリッドシステム１及び有段変速機２の各回転要素の回転速度の関係を示している。１速時、２速時のいずれにおいても、クラッチＣ１は、有段変速機２の入力軸２０を、リア遊星歯車機構２２のサンギアＳ２に一体回転可能に接続している。したがって、１速時及び２速時には、リア遊星歯車機構２２のサンギアＳ２の回転速度が、ハイブリッドシステム１の出力である動力分配機構１１のリングギアＲ０の回転速度と等しくなる。そして有段変速機２は、その状態で、フロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１及びリア遊星歯車機構２２のリングギアＲ２の回転をワンウェイクラッチＦ１により係止した状態とすることで１速の変速段を達成し、同じくその状態でフロント遊星歯車機構２１のサンギアＳ１の回転をブレーキＢ１により係止した状態とすることで、２速の変速段を達成する。よって、２速から１速へのダウンシフトは、ブレーキＢ１を解放した上で、フロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１及びリア遊星歯車機構２２のリングギアＲ２の回転速度が「０」となり、ワンウェイクラッチＦ１が機能するまで有段変速機２の入力回転速度（このときにはリア遊星歯車機構２２のサンギアＳ１の回転速度）を上昇させることでなされるようになる。

以上のように構成されたハイブリッド車両では、電子制御ユニット３は、ハイブリッドシステム１の内燃機関１０や第１及び第２電動機Ｍ１，Ｍ２の回転速度の調整を通じて、有段変速機２の変速に係る摩擦係合要素の同期を図るようにしている。例えば２速から１速へのダウンシフト時に電子制御ユニット３は、第２電動機Ｍ２の回転速度を上昇させることで、フロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１及びリア遊星歯車機構２２のリングギアＲ２の回転がワンウェイクラッチＦ１により係止されるまで、有段変速機２の入力回転速度を上昇させるようにしている。

こうした有段変速機２のダウンシフトに際しては、摩擦係合要素の係合に際して同期ショックが発生する虞がある。例えば２速から１速へのダウンシフト時には、ワンウェイクラッチＦ１がフロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１及びリア遊星歯車機構２２のリングギアＲ２の回転を係止する際にショックが発生することがある。図４（ａ）は車両の減速度が小さいときの、図４（ｂ）は車両の減速度が大きいときのダウンシフト中の有段変速機の入力回転速度の推移をそれぞれ示している。同図（ａ）に示すように、車両の減速度が小さいときには、有段変速機２の同期回転速度の減速側への変化勾配が小さく、入力回転速度の増速側への変化勾配がある程度に大きくても、同期回転速度に対する入力回転速度の入射角は鈍角αとなり、過大な同期ショックは発生しないようになる。一方、車両の減速度が大きいときには、有段変速機２の同期回転速度の減速側への変化勾配が大きいため、同図（ｂ）に点線で示すように、入力回転速度の増速側への変化勾配を同図（ａ）と同程度に設定しても、同期回転速度に対する入力回転速度の入射角が鋭角βとなってしまうようになる。そのため、車両の減速度が大きいときには、過大な同期ショックが発生し易くなる。

ちなみに、上記のように構成された有段変速機２での２速から１速へのダウンシフトでは、それ以外のダウンシフトに比して、より過大な同期ショックが発生し易くなっている。すなわち、ここでの２速から１速へのダウンシフトは、有段変速機２に設置されたワンウェイクラッチＦ１の係合により完了されるようになっている。ワンウェイクラッチＦ１は、フロント遊星歯車機構２１のキャリアーＣＡ１及びリア遊星歯車機構２２のリングギアＲ２の回転方向が反転する直前まで、その伝達トルク容量が「０」となっている。これに対してクラッチＣ１〜Ｃ３やブレーキＢ１，Ｂ２は、摩擦材の伝達トルク容量を徐々に増大させながら係合を行うように構成されており、伝達トルク容量の徐増に応じて有段変速機２の入力回転速度の増速側への変化勾配が小さくされるようになっている。すなわち、クラッチＣ１〜Ｃ３やブレーキＢ１，Ｂ２は、同期ショックを緩和させる機能をそれ自体が具備している。これに対してワンウェイクラッチＦ１は、そうした同期ショックの緩和機能を十分に有しておらず、そうしたワンウェイクラッチＦ１の係合を通じて完了される２速から１速へのダウンシフトでは、より大きい同期ショックが発生し易くなる。

そこで本実施の形態では、電子制御ユニット３は、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度を以下の態様で制御することで、上記のような２速から１速へのダウンシフトに際しても、過大な同期ショックを発生させることなく円滑にダウンシフトを行わせるようにしている。すなわち、本実施の形態では、電子制御ユニット３は、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の増速側への変化勾配を、車両の減速度に応じて可変設定するようにしている。そして車両の減速度が大きいときには、図４（ｂ）に実線で示すように、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の増速側への変化勾配を小さくすることで、同期回転速度に対する入力回転速度の入射角を鈍角γとして同期ショックを抑えるようにしている。

図５は、こうした本実施の形態に採用される同期制御ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、有段変速機２のダウンシフトの実施の都度、電子制御ユニット３により実施されるものとなっている。

有段変速機２のダウンシフトが要求されて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット３はまずステップＳ１０１において、そのときの車両の減速度の読み込みを行う。そして電子制御ユニット３は、続くステップＳ１０２において、読み込んだ車両の減速度に応じてダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の目標変化勾配を算出する。ここでの目標変化勾配は、車両の減速度が大きいほど、小さい値が設定されるようになっている。

次に電子制御ユニット３は、ステップＳ１０３において、第２電動機Ｍ２による有段変速機２の入力回転速度の調整が可能な状態か否かを確認する。具体的には、バッテリーの蓄電不足や電動機の過熱などにより、第２電動機Ｍ２の回転速度の調整が困難な状況にあるか否かが、このステップＳ１０３において確認される。ここで第２電動機Ｍ２による有段変速機２の入力回転速度の調整が可能な状態であれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、電子制御ユニット３はステップＳ１０４に進み、そのステップＳ１０４において、先に算出した目標変化勾配が得られるように第２電動機Ｍ２による有段変速機２の入力回転速度の調整を行う。また第２電動機Ｍ２による有段変速機２の入力回転速度の調整が不能な状態であれば（Ｓ１０３：ＮＯ）、電子制御ユニット３はステップＳ１０５に進み、そのステップＳ１０５において、先に算出した目標変化勾配が得られるように内燃機関１０による有段変速機２の入力回転速度の調整を行う。

以上説明した本実施の形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、電子制御ユニット３は、車両の減速度が大きいときほど、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の増速側への変化勾配を小さくするようにしている。そのため、車両の減速度が大きく、変速後同期回転速度の減速側への変化勾配が大きくなっても、変速後同期回転速度に対する有段変速機２の入力回転速度の入射角は、鈍角に保たれるようになる。したがって本実施の形態に係る車両の変速制御装置によれば、ダウンシフト中の車両の減速度が大きいときにも、過大な同期ショックを発生させることなく円滑にダウンシフトを行わせることができるようになる。

（２）本実施の形態では、ワンウェイクラッチＦ１の係合を通じて完了され、ダウンシフト中の摩擦係合要素の伝達トルク容量が「０」となる２速から１速へのダウンシフトに際して上記態様での入力回転速度の制御を実施している。そのため、過大なショックが発生し易い状況下でも、同期ショックの発生を好適に抑制することができるようになる。

（第２の実施の形態）
続いて、本発明に係る車両の変速制御装置を具体化した第２の実施の形態を、図６〜図８を併せ参照して説明する。なお本実施の形態及び以下の各実施の形態にあって、前述の実施の形態と共通する要素については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。

上記のように、第１の実施の形態では、車両の減速度が大きいときには、イナーシャ相の開始から同期の完了迄のダウンシフトの全期間における有段変速機２の入力回転速度の増速側への変化勾配を小さく設定するようにしていた。このようにすれば、車両の減速度が大きいときにも、過大な同期ショックの発生を防止することが可能である。ただし、ダウンシフトの全期間における有段変速機２の入力回転速度の増速側への変化勾配を小さくすれば、入力回転速度が変速後同期回転速度に上昇するまでの時間が長くなり、変速応答が悪化してしまう。もっとも、同期ショックの抑制は、すなわち変速後同期回転速度に対する入力回転速度の入射角の鈍角化は、変速後同期回転速度に達する時点の入力回転速度の変化勾配が小さくなっていれば、その達成が可能である。

そこで本実施の形態では、車両の減速度に応じた有段変速機２の入力回転速度の変化勾配の縮小を、ダウンシフトの完了直前の段階においてのみ実施することで、車両の減速度が大きいときの過大な同期ショックの発生を抑制しつつ、それに伴う変速応答の悪化を抑えるようにしている。そしてその実現のために本実施の形態では、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の増速側への変化勾配を、車両の減速度と有段変速機２の変速進行度とに応じて算出するようにしている。

ちなみに、本実施の形態において有段変速機２の変速進行度は、変速前後の同期回転速度の差に対する入力回転速度と変速前同期回転速度との差の比率を用いて確認するようにしている。すなわち、ここでは、図６に示される回転速度差ａと回転速度差ｂとの和（ａ＋ｂ）に対する回転速度差ｂの比率（ｂ／（ａ＋ｂ））から有段変速機２の変速進行度を確認するようにしている。こうして求められる比率の値は、有段変速機２の変速の進行に従って「０」から「１」へと推移する。なお、同図に示される回転速度差ａは、変速後同期回転速度と入力回転速度との差を、回転速度差ｂは、入力回転速度と変速前同期回転速度との差をそれぞれ示している。

こうした本実施の形態では、ダウンシフト中における有段変速機２の入力回転速度の目標変化勾配は、図７に示す態様で設定されるようになっている。すなわち、本実施の形態では、車両の減速度が小さいときの目標変化勾配は、変速進行度に拘わらず、一定の値とされる。一方、車両の減速度が大きいときの目標変化勾配の値は、変速進行度が一定値ｃを超えた時点で小さくされるようになっている。

図８（ａ）は車両の減速度が小さいときの、図８（ｂ）は車両の減速度が大きいときの、本実施の形態におけるダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の推移をそれぞれ示している。なお同図（ｂ）には、ダウンシフトの全期間において変化勾配を小さく設定したときの有段変速機２の入力回転速度の推移が点線にて併せ示されている。同図に示すように、ダウンシフトの全期間において変化勾配を小さく設定したときのダウンシフトの完了に要する期間Ｔａに対して、ダウンシフトの完了直前の段階においてのみ変化勾配を小さく設定したときのダウンシフトの完了に要する期間Ｔｂは当然短くなる。

こうした本実施の形態によれば、上記（１）、（２）に記載した効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（３）本実施の形態において電子制御ユニット３は、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の変化勾配を、車両の減速度と同有段変速機２の変速進行度とに応じて算出するようにしている。そして電子制御ユニット３は、ダウンシフトの完了直前の段階においてのみ、車両の減速度に応じた入力回転速度の変化勾配の縮小を実施するようにしている。そのため、本実施の形態によれば、車両の減速度が大きいときの同期ショックの発生を回避しながらも、その回避に伴う変速応答の悪化を抑えることができるようになる。

（第３の実施の形態）
第２の実施の形態では、変速前後の同期回転速度の差に対する入力回転速度と変速前同期回転速度との差の比率から有段変速機２の変速進行度を確認するようにしていた。同様の変速進行度の確認は、有段変速機２の変速後同期回転速度と入力回転速度との偏差を用いても行うことができる。そこで本実施の形態では、車両の減速度と有段変速機２の変速後同期回転速度及び入力回転速度の偏差とに応じて目標変化勾配を算出して、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の制御を行うようにしている。

具体的には、本実施の形態では、ダウンシフト中における有段変速機２の入力回転速度の目標変化勾配を、図９に示す態様で設定するようにしている。すなわち、本実施の形態では、車両の減速度が小さいときの目標変化勾配は、変速後同期回転速度と入力回転速度との偏差に拘わらず、一定の値とされる。一方、車両の減速度が大きいときの目標変化勾配の値は、上記偏差が規定の値ｄ以下となった時点で小さくされるようになっている。こうした場合にも、第２の実施の形態と同様の効果を奏することが可能である。

（第４の実施の形態）
上記各実施の形態では、車両の減速度に応じて目標変化勾配を設定し、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度がその目標変化勾配となるように第２電動機Ｍ２等の回転速度調整を行うようにしていた。そしてこれにより、有段変速機２の変速後同期回転速度に対する入力回転速度の入射角を大きくして、車両減速度が大きいときの過大な同期ショックの発生を回避するようにしていた。これに対して本実施の形態では、ダウンシフト中における有段変速機２の変速後同期回転速度の目標値である目標回転速度を車両の減速度に応じて可変設定することで、車両の減速度に応じた有段変速機２の入力回転速度の変化勾配の調整を行い、同様の目的を達成するようにしている。

具体的には、上記目標回転速度の算出に際して電子制御ユニット３は、まず車両の減速度に応じて偏差を算出する。この偏差は、有段変速機２の変速後同期回転速度の実値とその目標値（目標回転速度）との差を示す値であり、図１０に示すように車両の減速度が大きいときほどその値が大きく設定される。そして電子制御ユニット３は、そのときの実際の変速後同期回転速度からその偏差を減算した値を目標回転速度として設定する。したがって、車両の減速度が大きいときほど、目標回転速度は、実際の変速後同期回転速度よりも小さい値に設定されるようになる。そして電子制御ユニット３は、目標回転速度を設定した後、有段変速機２の入力回転速度をその目標回転速度とすべく第２電動機Ｍ２等の回転速度調整を実施する。

図１１（ａ）は車両の減速度が小さいときの、図１１（ｂ）は車両の減速度が大きいときの、本実施の形態におけるダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の推移をそれぞれ示している。同図に示すように、車両減速度が大きいときの目標回転速度は、変速後同期回転速度の実値と目標回転速度との偏差Δｔ２が、車両減速度が小さいときの同偏差Δｔ１に比して大きくなるように設定される。

有段変速機２の入力回転速度が目標回転速度に達するまでは、第２電動機Ｍ２等の回転速度調整を通じて入力回転速度が引き上げられる。そして目標回転速度に達した後は、有段変速機２の入力回転速度は、変速後同期回転速度となるまで、惰性により上昇する。このときの入力回転速度の上昇は、時間の経過とともに鈍くなり、したがって入力回転速度の増速側への変化勾配は、時間とともに小さくなる。

なお同図（ｂ）には、車両の減速度が小さいときと同様に目標回転速度を設定したときの入力回転速度の推移が点線にて併せ示されている。このときの入力回転速度は、変速後同期回転速度の近傍に上昇するまで第２電動機Ｍ２等の回転速度調整を通じて引き上げられるため、変速後同期回転速度に実際に達した時点の入力回転速度の変化勾配は、未だ大きいままである。そのため、この場合には、変速後同期回転速度に対する入力回転速度の入射角が鋭角βとなって、大きい同期ショックが発生してしまう。

これに対して本実施の形態では、第２電動機Ｍ２等の回転速度調整による入力回転速度の引き上げがより早い段階で終了するため、変速後同期回転速度に実際に達した時点の同入力回転速度の変化勾配は十分に小さくなっている。そのため、この場合には、変速後同期回転速度に対する入力回転速度の入射角が鈍角γとなり、過大な同期ショックは発生しなくなる。

以上説明した本実施の形態によれば、上記（１）、（２）に記載した効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（４）本実施の形態において電子制御ユニット３は、有段変速機の変速後同期回転速度の目標値（目標回転速度）を車両の減速度に応じて可変設定することで、車両の減速度に応じた有段変速機２の入力回転速度の変化勾配の調整を行うようにしている。こうした場合にも、車両の減速度が大きいときほど、実際の変速後同期回転速度に対して目標回転速度をより小さい値に設定することで、変速後同期回転速度に対する入力回転速度の入射角を大きくすることができる。したがって本実施の形態に係る車両の変速制御装置によっても、過大な同期ショックを発生させることなく円滑にダウンシフトを行わせることができるようになる。

（５）上記目標回転速度の設定によっては、車両の減速度に応じた有段変速機２の入力回転速度の変化勾配の縮小がダウンシフトの完了直前の段階においてのみ実施されるようになる。そのため、本実施の形態によれば、車両の減速度が大きいときの同期ショックの発生を回避しながらも、その回避に伴う変速応答の悪化を抑えることができるようになる。

以上の各実施の形態は、更に以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、ワンウェイクラッチＦ１の係合によりダウンシフトが完了されることがあり、ダウンシフト中に摩擦係合要素の伝達トルク容量が「０」となることのある有段変速機２を備える車両に本発明を適用した場合を説明したが、本発明に係る車両の変速制御装置は、それ以外の構成の有段変速機を備える車両にもその適用が可能である。

・上記実施形態では、２つの遊星歯車機構２１，２２を有して構成された有段変速機２を備える車両に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は任意の構成の有段変速機を備える車両に適用することができる。

・上記実施形態では、通常は、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度を、第２電動機Ｍ２の回転速度調整を通じて制御し、それが困難な場合には、同様の入力回転速度の制御を、内燃機関１０の回転速度調整を通じて行うようにしていた。第２電動機Ｍ２による回転速度調整の実施が常時保証される場合には、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の制御を常に、第２電動機Ｍ２を用いて行うようにしても良い。これとは逆に、第２電動機Ｍ２による回転速度調整の実施が常に困難な場合には、ダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の制御を常に、内燃機関１０を用いて行うようにしても良い。またダウンシフト中の有段変速機２の入力回転速度の制御を、第１電動機Ｍ１を用いて行うようにすることも可能である。

・上記実施形態では、内燃機関１０と２つの電動機Ｍ１，Ｍ２を有するハイブリッドシステム１を動力源として備えるハイブリッド車両に本発明を適用した場合を説明した。もっとも、本発明に係る車両の変速制御装置は、これ以外の構成のハイブリッドシステムを動力源として備える車両や、内燃機関のみ、或いは電動機のみを動力源として備える車両にも、同様に適用することが可能である。

Claims (10)

1. 車両に搭載された動力源の回転を変速して出力する有段変速機と、
   前記有段変速機のダウンシフトに際して、前記動力源の回転速度を調節して前記有段変速機の入力回転速度を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、前記車両の減速度が大きいときほど、前記有段変速機の入力回転速度の変化勾配を小さくする、
   車両の変速制御装置。
2. 前記有段変速機の入力回転速度の変化勾配が、前記車両の減速度と前記有段変速機の変速進行度とに応じて算出される請求項１に記載の車両の変速制御装置。
3. 前記有段変速機の入力回転速度の変化勾配が、前記有段変速機の入力回転速度及び同期回転速度の偏差と前記車両の減速度とに応じて算出される請求項１に記載の車両の変速制御装置。
4. 前記有段変速機の入力回転速度の変化勾配が、前記有段変速機の変速後同期回転速度の目標値を前記車両の減速度に応じて可変設定することで調整される請求項１に記載の車両の変速制御装置。
5. 前記制御部は、前記有段変速機の入力回転速度の変化勾配を、前記ダウンシフトの完了直前の段階において小さくする請求項２又は３に記載の車両の変速制御装置。
6. 前記有段変速機に設置されたワンウェイクラッチの係合により前記ダウンシフトが完了される請求項１に記載の車両の変速制御装置。
7. 前記有段変速機のダウンシフト中に同有段変速機の摩擦係合要素の伝達トルク容量を「０」とする請求項５に記載の車両の変速制御装置。
8. 前記動力源が内燃機関と電動機とを備えるハイブリッドシステムである請求項１に記載の車両の変速制御装置。
9. 前記有段変速機の入力回転速度が前記電動機の回転速度の調節を通じて制御される請求項８に記載の車両の変速制御装置。
10. 前記有段変速機の入力回転速度が前記内燃機関の回転速度の調節を通じて制御される請求項８に記載の車両の変速制御装置。

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